Сканеры МРТ - ключевой диагностический инструмент, но они большие, очень тяжелые, и для их охлаждения требуется жидкий гелий. Компания Neoscan Solutions изобрела сканер МРТ, намного меньший и более легкий, который можно было разместить прямо в детской палате больницы, чтобы сократить время поездок и сканировать больных младенцев во сне. Ключом к гораздо меньшей конструкции является использование дигитайзеров и генераторов AWG от Spectrum Instrumentation, которые предлагают субнаносекунда, точность когерентности для генерации сигналов сканера и регистрации результатов.
Современные МРТ-сканеры весят около восьми тонн и, следовательно, должны быть расположены на этажах, которые могут выдержать этот вес, что означает либо специально укрепленные полы, либо их размещение в подвале. Они также требуют ок. 40 квадратных метров для сканера и всего вспомогательного оборудования. Наконец, их нужно переохлаждать жидким гелием, с которым нужно обращаться с особой осторожностью.
«Проработав много лет со сканерами МРТ, я осознал проблему», - объяснил Стефан Роелл, основатель Neoscan Solutions в Германии. «Сканирование больного ребенка обычно означает долгий путь от отделения до сканера, и младенцам может потребоваться вспомогательное оборудование, которое нелегко транспортировать. Из-за этого иногда МРТ даже не делают. Мы разработали сканер МРТ специально для новорожденных и младенцев, что означает, что отверстие посередине имеет диаметр всего 30 см, а не 60 см. В результате сканер намного меньше (170 см x 150 см x 110 см) и может проходить через стандартные дверные проемы. При весе всего 2000 кг он может быть размещен на стандартных этажах, а при площади в десять квадратных метров его можно установить в свободной комнате прямо в детской палате. Перенос спящего ребенка всего в нескольких метрах от МРТ является большим преимуществом, так как избавляет от долгого путешествия по зданию и необходимости принимать успокаивающие средства, чтобы ребенок оставался неподвижным во время сканирования ».
Необходимые инновации
Ассоциация technology Сила поля аппарата Neoscan идентична нынешним сканерам, поэтому для его подтверждения не требуется никаких новых клинических исследований. Для достижения этой цели компании потребовалось несколько инноваций. Во-первых, чтобы уменьшить размер, команде пришлось разработать сухой магнит, который создавал бы стандартное поле в 1.5 Тесла внутри дыры, но без необходимости использования жидкого гелия. Это делается с помощью внутреннего цилиндрического магнита, генерирующего силу тока 2.5 Тл, а затем внешнего цилиндрического магнита, который противодействует внутреннему полю, обеспечивая сильное активное магнитное экранирование, чтобы не оставалось никаких паразитных магнитных полей на расстоянии более 1 м от крышки устройства.
Второе нововведение касалось управляющей электроники. Современные сканеры МРТ обычно требуют трех больших стоек со специально разработанной электроникой, которая была специально разработана и изготовлена производителем МРТ. Neoscan Solutions выбрала другой подход. Команда использует ПК, на котором запущено программное обеспечение, созданное Neoscan, а также высокопроизводительные компьютерные карты для измерений от Spectrum Instrumentation. Сигналы для МРТ генерируются генераторами сигналов произвольной формы M4i.6620-x8 и M2p.6546-x4, а затем анализируются с помощью дигитайзера M2p.5968-x4. Система использует программные драйверы Spectrum SCAPP, которые позволяют графическому процессору с 5000 ядрами выполнять параллельную обработку вместо использования только 8 или 16 ядер обычного ЦП.
Карты Spectrum с точностью до наносекунды
«Когда мы только начинали, мы не могли позволить себе создание специализированного оборудования, поэтому мы использовали этот путь высококачественных стандартных карт, обеспечивающих платформу для запуска нашего программного обеспечения», - добавил д-р Роэлл. «Это означало, что мы могли сосредоточить наши навыки на разработке программного обеспечения с очень быстрыми циклами разработки, зная, что оборудование уже было испытано и протестировано. Это стало возможным только благодаря качеству дизайна карт Spectrum. Для МРТ жизненно важно, чтобы в сигналах 64 МГц была фазовая когерентность, в противном случае будут эффекты отмены. На практике это означает, что AWG и согласующий дигитайзер должны иметь субнаносекундную точность когерентности, которую обеспечивают карты Spectrum. На этапе исследования было трудно определить это по спецификациям карт, предоставленных различными поставщиками, с которыми мы связались, поскольку это довольно необычный уровень детализации. Тем не менее, Spectrum оказал нам выдающуюся помощь в технической поддержке как в определении лучших карт для использования, так и во время реализации. На получение конкурирующего предложения ушло несколько недель, и оно было сильно завышено спецификацией и завышенной ценой, поскольку они не приложили усилий, чтобы понять детали нашего проекта ».
Вскоре Neoscan установит свои первые устройства в немецких больницах, где потенциальные клиенты смогут увидеть его в действии, делая снимки младенцев. Ожидается, что процесс сертификации с маркировкой CE будет завершен до конца 2021 года. Более подробная информация на веб-сайте Neoscan представлена в следующих разделах:
В заключение д-р Роэлл сказал: «Этот подход, основанный на использовании легкодоступной аппаратной платформы, на которой работает специально разработанное программное обеспечение, очень хорошо работал для нас, поскольку он позволил нам создать продукт намного быстрее. Я думаю, что это очень элегантное решение, которое можно было бы использовать для многих других сложных машин, таких как компьютерные томографы и ультразвуковые аппараты, особенно потому, что оно позволяет легко опробовать и оценить инновационные подходы. программное обеспечение изменения."
Для получения дополнительной информации посетите Spectrum-instrumentation.com